第三节-实验-研究平抛运动-讲课用

第三节实验：研究平抛运动第五章曲线运动一、实验目的1、用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。2、从实验轨迹求平抛物体的初速度。二、实验器材斜槽，铁架台，木板，白纸，小球，图钉，铅笔，有孔的卡片，刻度尺，重锤线。xvt212ygt三、实验原理用描迹法平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：一是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由落体运动。令小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系。测出曲线上的某一点的坐标x和y，根据重力加速度g的数值、利用公式求出小球飞行时间t，再利用公式，求出小球的水平分速度，即为小球做平抛运动的初速度。2gvxh四、实验步骤1、安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明水平已调好。2、调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面平行。然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。3、确定坐标原点O：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O，O即为坐标原点。4．描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。5、计算初速度：取下白纸，以O点为原点画出竖直向下的y轴和水平向右的x轴，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。xy用公式x＝v0t和y＝gt2/2计算出小球的初速度v0，最后计算出v0的平均值，并将有关数据记入表格内。在曲线上选取A、B、C、D、E、F六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标x和y。五、注意事项：⑴斜槽末端的切线必须水平。⑵方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。⑶坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，应是小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点。⑷如果是用白纸，则应以小球在槽口时球的球心在木板上的水平投影点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确定y轴方向，再用直角三角板画出水平线作为x轴，建立直角坐标系。⑸每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。⑹要在平抛轨道上选取距O点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。在“研究平抛物体的运动”实验时，已备有下列器材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材器材中的：A、秒表B、天平C、重锤线D、测力计答案：C1、在“研究平抛运动”实验中，某同学只记录了小球运动途中的A、B、C三点的位置，取A点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，当g＝10m/s2时，下列说法正确的是（）A.小球抛出点的位置坐标是(0，0)B.小球抛出点的位置坐标是(-10，-5)C.小球平抛初速度为2m/sD.小球平抛初速度为1m/sBD2、一学生做“研究平抛物体的运动”实验时，画运动轨迹只在白纸上画出了与初速度平行的Ox轴，忘了画坐标原点和Oy轴，而且也只画出了中间一部分轨迹，如图所示．如何只用一刻度尺得出小球的初速度(不需测实际数据只用物理量的符号代表所测量)．测量方法：(简答)___________________．得到的v0=_________________________．解析:任取水平间距相等的三点1，2，3，如图示，测量水平间距s，竖直间距h1、h2．021gvshh3、在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l＝1.25cm，若小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0＝＿＿＿＿＿＿(用l、g表示)，其值是(g取9.8m／s2)．dabc解析：由平抛运动规律Δy=gT2=lx=v0Tgl2∴v0=x/T=2l/T=代入数字l=1.25cm=1/80m得到v0=0.70m/sgl20.70m/s4、如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方法获得的相片的一部分,图中背景方格的边长为5cm，g=10m/s2，则（1）小球平抛的初速度vo=m/s（2）小球过A点的速率vA=m/sABC1.51.85、某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置示意图如图1所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽（图中PoPo’……），槽间距离均为d。把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上。实验时依次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放。等打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d。（1）直到斜轨末端切线水平；为了使小球每次做平抛运动的初速度相同。（2）每次将B板向内侧平移距离d，是为了使记录纸上每两点之间的水平距离等于小球在水平方向实际运动的距离。（1）实验前应对实验装置反复调节，直到_____，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了______。（2）每次将B板向内侧平移距离d，是为了_____。